发动机缸内混合气形成的好坏直接影响发动机的燃烧效率及稳定性，进而影响发动机的性能及燃油经济性。油气混合过程就是燃油破碎成小液滴与周围的环境气进行混合。传统液态喷雾的破碎主要是依靠液体本身的惯性力，粘性力，表面张力及空气动力等力的作用而使液体破碎雾化。闪沸喷雾相比传统的喷雾雾化速度快、能实现更小的粒径，并且不需要很高的喷射压力。其主要依靠由于燃油沸腾在液核内部产生的大量气泡的生长及爆破，促使燃油喷雾发生瞬间破碎，这种急速破碎方式对燃油与气体的混合有很大的促进作用。但是到目前为止，关于闪沸喷雾及环境流场之间的相互作用的研究尚未完善。　　为了同时测量火花塞点火式缸内直喷（SIDI）发动机喷雾和环境气体两相流场，将优化后的高速双色PIV(Particle Image Velocimetry)技术应用于多孔直喷喷油器的喷雾和环境气体速度的测试。此双色PIV系统由一个特殊的示踪和滤波系统组成，可同时对燃油喷雾及其环境气体的速度场进行测量。　　以市场广泛应用的多孔喷油器为研究对象，在三个不同的喷射区域内，即非闪沸区域、过渡闪沸区域及急剧闪沸区域，对燃油喷雾形态及气液两相流场进行了定量研究。对喷雾形态进行归一化处理喷雾宽度，喷雾束之间的距离，喷雾坍塌区域的长度等。在非闪沸条件，燃油喷雾雾化强度较低，燃油与环境气体之间的相对运动有限。在过渡闪沸区域燃油喷雾前端流场出现涡旋运动，涡旋直径比较大，而且大部分速度分布在坍塌区域内，前端速度明显减小，加速燃油与空气之间的混合过程。在闪沸工况，喷雾流场由于受到未受扰核影响而速度开始增大，涡旋运动变强，涡旋直径变小。并且随着过热度的提高环境气体速度在卷吸区域、回流区域、外推区域内都有所增长，两相流场之间动能传递增大。但是，改变环境背压获得不同过热度时，会改变气体的密度，导致两相流场动能传递减少。　　为了解释燃油喷雾相邻油束对喷雾形态及气液两相流场的影响，选用6孔、3孔、2孔喷油器进行定量对比分析。结果发现，喷雾相邻油束之间的干扰作用是导致燃油喷雾出现相连坍塌的主要原因。当过热度增大，三款喷油器喷雾形态发生变化，气体的卷吸速度也有明显增大，6孔喷油器环境气体卷吸速度最强，2孔喷油器环境气体卷吸强度最弱，3孔喷油器环境气体卷吸强度介于中间。不同孔数和布置的喷油器由于在冷态及闪沸条件下，由于油束间的干扰作用强度的不同，导致喷雾传递给环境气体的动能不一样。较强的油束间的干扰作用，加强了燃油喷雾与环境气体之间的动量交换过程，进而增强了环境气体的动能。　　本次研究包含了发动机很大范围之内的经典运行工况，采用6孔、3孔、2孔喷油器进行气液两相流场之间的定量对比分析，得出一些关于闪沸喷雾的重要结论。首先，闪沸喷雾雾化快、粒径小、贯穿距短。其次，雾化效果好，与环境气体接触面积大，提高混合气形成质量。因此，闪沸喷雾有望解决目前直喷发动机所面临的湿壁、活塞积碳、碳排放问题，为直喷喷油器气液两相流场的研究提供了数据支持，也为选择不同孔数及布置的喷油器作为参考。